催化濕式氧化處理堿渣廢水的研究

1、催化濕式氧化處理堿渣廢水的研究楊民杜書王賢高楊旭杜鴻章吳鳴(中科院大連化學(xué)物理研究所,遼寧116023摘要以催化濕式氧化(CWO技術(shù)對堿渣廢水進行治理,考察了各種反應(yīng)條件對廢水處理效果的影響。結(jié)果表明,在230,616MPa,空速8h-1的反應(yīng)條件下,COD Cr的去除率78%,硫的去除率達到99%,BOD5/COD Cr超過018,并對CWO處理后的尾氣進行了分析,表明除空氣和CO2以外沒有其它有害氣體。關(guān)鍵詞廢水治理催化濕式氧化堿渣廢水1引言空氣濕式氧化(WAO及催化濕式氧化(CWO是治理高濃度有機廢水的先進技術(shù),是利用空氣在一定的溫度及壓力下對廢水中的有機物進行液相氧化轉(zhuǎn)變成CO2和H2

2、O。WAO技術(shù)不加催化劑,需要較高的溫度(280320和壓力(7101010MPa, CWO技術(shù)是國際上八十年代中期在WAO基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù),由于采用了催化劑,降低了溫度(200280和壓力(310710MPa,因而減少了設(shè)備投資和處理費用。堿渣廢水是在煉油廠、石油化工廠、焦化廠等在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高化學(xué)耗氧量的含硫污水。這種污水具有強烈的惡臭和較大的毒性。據(jù)文獻報道, WAO與CWO技術(shù)在石油化工廠堿渣廢水的治理方面發(fā)展很快1,2,這是因為WAO及CWO技術(shù)對堿渣廢水的處理不會造成任何二次污染,效率高,占地面積小。在國內(nèi),CWO技術(shù)處于研究、開發(fā)、推廣階段35。2試驗方法及裝置試驗所用

3、的廢水為某石化公司的堿渣廢水。由于此公司液態(tài)烴堿渣廢水與汽油堿渣廢水年排放量相同,因此試驗所采用的廢水是這2種廢水11的混合樣。其水質(zhì)見表1,濕式催化氧化的尾氣分析采用氣相色譜分析方法。表1原水樣分析結(jié)果COD Cr/mgL-1硫化物/mgL-1酚/mgL-1p H色度/倍263390455617500>144766催化濕式氧化實驗裝置見圖1。采用固定床鼓泡式反應(yīng)器,為抗酸、堿腐蝕鈦鋼加工而成,內(nèi)裝15mL自制的抗鹽耐硫的合金催化劑,來自氣瓶的高壓空氣經(jīng)前壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)至所需壓力,經(jīng)質(zhì)量流量計計量后與高壓流量進料泵輸來的原水混合,從底端進入反應(yīng)器,進行氧化反應(yīng)。反應(yīng)器的物料由反應(yīng)器上端流出

4、,依次經(jīng)冷卻器及分離器冷卻、分離,液體進入儲水罐取樣分析,氣體經(jīng)后壓力調(diào)節(jié)器減壓放空 。圖1催化濕式氧化反應(yīng)裝置流程1氣瓶;2質(zhì)量流量計;3水計量表;4水泵;5壓力表;6爐子;7反應(yīng)器;8冷卻器;9分離器;10儲水罐;11尾氣表。濕式催化氧化處理廢水試驗每次在溫度、壓力升到預(yù)定條件后反應(yīng)4h,放非平衡樣,然后再每4h取恒定樣,分析測試處理后廢水的COD Cr含量。3結(jié)果與討論311反應(yīng)壓力的影響在反應(yīng)溫度230時,考察了反應(yīng)壓力的改變對CWO處理堿渣廢水的影響。結(jié)果表明隨著壓力的增加,COD Cr的去除率增加(圖2。在一定的反應(yīng)溫度下,隨著反應(yīng)壓力的增加,系統(tǒng)中O2的分壓增加,以至使液體中的溶

5、解氧量增加,從而提高了COD Cr的去除率。從圖2中可以看出,當(dāng)壓力從510MPa增至616MPa,COD Cr的去除率從6411%,增加至7813%。其中,當(dāng)壓力從510MPa增加至518MPa時,COD Cr的去除率有了較大地提高,從6411%增加至7517%;而壓力從518MPa增加至616MPa時,COD Cr去除率的提高幅度不大,僅從7517%增加至7813%。31環(huán)境工程2001年2月第19卷第1期這一現(xiàn)象與以前在處理焦化廢水及H 酸母液廢水中所遇到的情況相似3、5?？梢姰?dāng)反應(yīng)壓力達到某一定值后,其對COD Cr 的去除率影響就變小了。因此在實際操作中可采用較低的反應(yīng)壓力,以降低能

6、耗,但壓力的選擇,又要超過反應(yīng)溫度下水蒸汽分壓,以確保反應(yīng)在液相氧化條件下進行 。圖2COD Cr 去除率隨反應(yīng)壓力的變化312反應(yīng)溫度的影響在反應(yīng)壓力為616MPa 條件下,溫度變化對COD Cr 去除率的影響見圖3 。圖3COD Cr 去除率隨反應(yīng)溫度的變化在試驗所選定的230250溫度范圍內(nèi),隨著溫度升高COD Cr 的去除率逐漸降低。由于選擇實驗條件的局限性,沒有取得較低溫度下數(shù)據(jù)。認(rèn)為在處理堿渣廢水中壓力保持616MPa 不變的條件下,溫度在230250范圍內(nèi),隨著溫度的升高,液體的飽和蒸汽壓升高,O 2的分壓降低,以至使廢水中的溶解氧量減少的這一過程起到了主導(dǎo)作用,從而降低了廢水C

7、OD Cr 的去除率,未能出現(xiàn)極大值。313空速的影響當(dāng)空速從018h -1提高至116h -1(反應(yīng)條件:616MPa ,230,COD Cr 去除率有了較大幅度的下降,從7813%降至6418%,見表2。這是因為,當(dāng)其它反應(yīng)條件保持不變時,隨著空速的增加,減少了廢水與催化劑的接觸時間,縮短了反應(yīng)時間,從而降低了廢水COD Cr 的去除率。從7813%降至6418%,表明空速對COD Cr 的去除率有較大的影響,說明催化氧化反應(yīng)是控制步驟,因此在實際操作中為了保證一定的COD Cr 去除率,只有在較低的空速下進行反應(yīng)。表2空速對CWO 處理堿渣廢水的影響COD Cr /mg L -1空速/0

8、18h -1空速/116h -1處理前78136418從表中可看出,經(jīng)過CWO 一步處理后,COD Cr 值仍然較高,為適應(yīng)后續(xù)的生化處理,在實際應(yīng)用時可采用二段或三段串聯(lián)的CWO 處理工藝。314CWO 脫S 情況CWO 技術(shù)對堿渣廢水的脫硫效果很好,當(dāng)反應(yīng)前S 含量為22724mg/L ,反應(yīng)條件:空速018h -1、412MPa 時,取溫度為150時,反應(yīng)后S 含量為965mg/L ;取溫度為200時,反應(yīng)后S 含量為233mg/L 。315反應(yīng)尾氣的分析利用氣相色譜法分析了濕式催化氧化處理堿渣廢水所產(chǎn)生的尾氣。作為參照,也分析了干冰氣體樣。2種氣體的分析結(jié)果示于圖4 。圖4反應(yīng)尾氣的色

9、譜分析從圖可知CWO 尾氣中僅含有空氣(停留時間為1167min 和CO 2(7158min 兩個峰,說明用催化濕式氧化處理堿渣廢水的排放尾氣中不存在其它的有害氣體,不會造成任何二次污染。316處理后廢水的可生化性經(jīng)對處理后廢水的BOD 5測定,可知BOD 5/COD Cr 的值較高(>015,說明廢水中的有機物大分子經(jīng)過CWO 處理大部分降解為小分子,可生化性能良好,可以進入生化池進一步處理。此外,還針對此種廢水的濃度、氣/水值的選擇、多段氧化聯(lián)用技術(shù)和生化的處理配套問題進行了研究,取得了較好的實驗結(jié)果。41環(huán)境工程2001年2月第19卷第1期4結(jié)論(1對CWO處理堿渣廢水的反應(yīng)壓力、

10、溫度、空速等進行了考察。在616MPa,230,空速018h-1條件下,COD Cr的一步氧化去除率為7813%。(2CWO處理堿渣廢水脫S效果很好,在412MPa,200條件下,合金催化劑對S的脫出率可達到99%。(3反應(yīng)尾氣中除CO2外,不含有其它有害氣體。(4經(jīng)CWO處理后排出的廢水的BOD5/COD Cr >018,可生化性良好。參考文獻Liquors.Chemical Engineering process,1983.79(3.3杜鴻章等1難降解高濃度有機廢水催化濕式氧化技術(shù)反應(yīng)工藝條件的研究1水處理技術(shù),1997123(3:16014譚亞軍,蔣展鵬1廢水濕式氧化法影響因素的分

11、析1上海環(huán)境科學(xué),1999,18(315杜鴻章等1催化濕式氧化處理H2酸母液廢水的研究1第六屆海峽兩岸環(huán)境保護研討會論文集,1999110821第一作者楊民,男,1971年6月生,1997年畢業(yè)于大連理工大學(xué)超細(xì)納米材料及精細(xì)無機合成專業(yè),獲得碩士學(xué)位,現(xiàn)為助理研究員,主要從事以催化濕式氧化方法治理高濃度有機廢水的研究。2000-06-18收稿采用間歇曝氣工藝改進AB法工藝氮磷脫除功能的試驗研究華光輝張波(青島建筑工程學(xué)院環(huán)境工程系,青島266033沈曉南(青島海泊河污水處理廠,青島266021摘要針對AB法工藝氮磷脫除功能較弱的特點,提出了采用間歇曝氣工藝改進AB法工藝氮磷脫除功能的試驗方案

12、,并以AB法工藝污水廠實際污水為研究對象進行了小試研究。結(jié)果表明,連續(xù)流間歇曝氣工藝簡便易行,在碳源滿足脫氮除磷要求的條件下,能明顯提高氮磷的去除率。關(guān)鍵詞污水處理脫氮除磷AB法間歇曝氣1引言AB法(Adsorption Biodegradation工藝不設(shè)初沉池,由污泥負(fù)荷率很高的A段和污泥負(fù)荷率較低的B 段二級活性污泥系統(tǒng)串聯(lián)組成,并分別有獨立的污泥回流系統(tǒng)。但由于AB法工藝不具備深度脫氮除磷功能,其出水尚達不到防止水體富營養(yǎng)化的要求為了防治日益嚴(yán)重的氮磷污染及水體富營養(yǎng)化,我國現(xiàn)行的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(G B8978-1996對城市二級污水處理廠出水的氮磷指標(biāo)提出了較嚴(yán)格的要求。因此,不僅

13、新建城市污水處理廠應(yīng)具備氮磷脫除功能,原無脫氮除磷設(shè)施的污水廠也須進行技術(shù)改造,使其具有氮磷脫除功能。連續(xù)流間歇曝氣工藝是在對傳統(tǒng)活性污泥法的改造中發(fā)展起來的。該工藝在反應(yīng)池中實行間歇曝氣,并連續(xù)進出水。曝氣期完成有機物和氨氮的氧化及微生物吸磷,停氣期完成反硝化及釋磷。間歇曝氣工藝的顯著特點是,硝化、反硝化;釋磷、吸磷過程在同一反應(yīng)池內(nèi)完成,無須設(shè)置專門的缺氧、厭氧池,而且內(nèi)循環(huán)與污泥回流合并為一個回流系統(tǒng),因此流程簡單。采用該工藝在對污水處理廠改造時,原有設(shè)施可不作更動,只需定時供氣、停氣,或數(shù)組曝氣池通過閥門的切換交替輪流供氣,即可達到去除COD Cr、BOD5、SS等常規(guī)指標(biāo),并增加脫氮

14、除磷功能的目的。所以,用間歇曝氣工藝改造原有污水廠非常方便。2試驗裝置及方法試驗流程見附圖。試驗進水取自青島海泊河污水處理廠(AB法工藝的A段出水,并倒入貯水箱。進水由微型泵送入曝氣池,取水管頭部設(shè)置網(wǎng)罩,以阻截大顆粒,防止微型泵及進水閥門的堵塞。增氧泵由時間繼電器控制啟閉,以實現(xiàn)間歇曝氣。在停氣過51環(huán)境工程2001年2月第19卷第1期TREATME NT OF THE MICROBI AL RETTI NG OF KE NAF FI BERS WASTEWATER B Y USI NG SBR PROCESS Zhang S henghong et al (7Abstract Throug

15、h the trace of COD Cr and N H 32N degradation ,the general rule of wastewater degradation was studied.The decreasing of COD Cr and N H 32N during the anaerobic phrase in SBR was the main function of the absorption ,and the dilution of the mixture.The results showed that the effluent of SBR can be re

16、cycled when the influent concentration of COD Cr was below 1500mg/L ,the load of COD Cr was no more than 0174kg/kg d.It was also possible to save the dilution water.K eyw ords SBR process ,microbial retting of kenaf fibers wastewater ,anaerobic phrase of SBR and recycling of effluentST UDY ON FAST S

17、TART 2UP OF ASBRS un Jianhui et al (10Abstract The purpose of this research is to find the quickest way of start 2up.The laboratory 2scale ASBR was seeded with anaerobically digested biosolids ,and fed a synthetic substrate consisting of sucrose as the sole carbon source.Granular activated carbon wa

18、s added to the ASBR to aid in start 2up.Rather ,the HR T was decreased and the OL R was increased as quick as possible.As a result ,the granulation occurred ,and the load of the reactor reached 6kg/m 3d after 68days.The removal rate of COD Cr (s was 95%.The effluent V FA concentrations were under 20

19、0mg/L.The time required to form granules was reduced greatly and the SR T of the system was more than 10days.K eyw ords anaerobic sequencing batch reactor ,quick start 2up and granulationTHE I NVESTIG ATION ON CATAL YTIC WET AIR OXI DATION OF SPE NT CAUSTIC WASTEWATERY ang M i n et al (13Abstract Th

20、e effects of all kinds of reaction conditions on catalytic wet air oxidation (CWO of spent caustic wastewater have been investigated.It was found that the reduction of COD Cr was 78%,the reduction of sulfides was 99%and the ratio of BOD 5/COD Cr >018under 230,6.6MPa and SV0.8h -1.The tail gas has

21、 also been studied by GC technique ,and it was found that there was no other harm gas except carbon dioxide and air in the tail gas.K eyw ords treatment of wastewater ,CWO and spent caustic wastewaterE NH ANCEME NT OF THE REMOVAL EFFECT ON NITRO GE N AND PHOSPHOROUS OF AB PRO 2CESS B Y I NTRODUCI NG

22、 I NTERMITTE NT AERATION PROCESS Hua Guanghui et al (15Abstract In the light of the low removal efficiency of nitrogen and phosphorous ,the experiment project of enhancing the N 2P removal efficiency of AB process by introducing intermittent aeration process was put forward.Lab 2scale experiment was conducted with the real sewage of AB process.The results of experiment showed that the intermittent aeration process was easy to be practised.Satisfactory removal efficiencies of N 2P were realized under the conditio